3D 프린트, 3D 프린팅 기술이 상상을 현실로 만드는 미래시장, PSM 미래교육

[강충인]

3D 프린트, 3D 프린팅 기술 혁명이 상상을 현실로 만드는 미래시장이다. (okoreanews.com)

3D 프린트, 3D 프린팅 기술이 상상을 현실로 만드는 미래시장이다.

강충인

미래교육자

"미래시장은 상상을 현실로 만들어 낸다."  

3D프린터가 미래를 설계하고 미래를 만들어 가고 있다. 3D는 2D를 입체적으로 만드는 것을 말한다. 종이에 그림을 그리던 것을 종이에 그림을 새겨서 입체적 그림으로 만드는 것이다. 단면을 입체면으로 만드는 생각은 꿈이었다. 컴퓨터의 프린터가 등사로 프린트하던 방식을 한순간에 바꾸었다. 시험지를 만들기 위해 등사용지를 강철판 위에 놓고 글씨를 새겨서 검은 등사판 기름으로 인쇄물을 만들던 방식이 프린터 발명으로 간단하고 빠르게 인쇄하는 방식으로 바뀌었다.

3D 프린터 발명은 2D 방식을 3D로 바꾼 혁명이다.

단면을 인쇄하던 방식에서 입체적 인쇄로 바뀌면서 형태를 인쇄한다. 일반적으로 인쇄라고 하면 단면 프린트로 인식된다. 학생들은 단면인쇄 시험지로 평가받고 있다. 미래는 단면평가 방식에서 입체평가방식으로 바뀐다. 단면 평가는 암기력 평가이지만 입체 평가는 체험적 평가다. 얼마나 많은 것을 만들어 보았는가에 대한 MAKER 평가다. 하나의 단순한 암기력 평가에서 다양한 경험과 체험에 의한 사고력 평가다. 사고력은 각자의 아이디어를 평가하는 방식으로 하나의 답이 아니라 다양한 해답평가다.

이처럼 세상이 급변하고 있다. 3D 프린터의 발명은 3D프린팅 기술발달로 이어지고 있다. 모형의 틀을 만들던 시대적 낭비가 사라지고 생각하고 상상한 것은 바로 현실로 만들어내는 3D 프린팅 기술이 나사, 볼트에서 우주항공기까지를 설계하고 한순간에 만들어(MAKER)낸다.

3D프린트와 CNC(Computerized Numerical Control) 가공기술의 결합은 프로그램에 의한 제작방식으로 간단한 제작에서 정밀한 부품제작까지 가능하다. 짜여진 프로그램은 오차 한계가 없이 정확하게 설계도면에 의하여 나사, 볼트에서 정밀한 기기 부품까지 신속정확하게 만든다. 서로 다른 기술이 융합되어 신기술로 신제품을 만든다. 첨단제품을 만든다. 

우주항공기에는 30만개의 부품이 만들어 간다. 30만개의 모형틀을 만들어야 한다는 것과 같다. 3D프린터는 한 개씩만을 만들어 30만개의 부품을 바로 만들어내기 때문에 경쟁력이 크다. 모형틀을 만들지 않아도 된다.  작은 공장에서 방대한 우주선을 만들어 낼 수 있는 비결이 3D 프린터와 3D 프린팅 기술에서 창출되는 것이다. 스마트폰 10만개의 부품도 3D 프린터에 의하여 3D 프린팅 기술로 시제품을 만들기 때문에 가장 짧은 시간내에 가장 고도의 기술을 요구하는 기기를 만들고 있다.

상상을 현실로 만드는 3D 프린터, 3D 프린팅

과거에는 하나의 공구나 기기가 만들어지기 까지는 많은 시간이 걸렸고 많은 비용이 투자되어야 했다. 자동차를 만들려면 많은 부품을 설계하고 설계도면을 바탕으로 모형을 만들어 부품마다 형틀을 만들어야 했다. 형틀이 만들어지면 비로소 부품의 시제품이 만들어진다. 부품끼리 결합을 하면서 하나의 부품이 잘못되면 전체를 수정하거나 잘못된 부품을 다시 설계하거나 형틀을 새롭게 만들어야 했다. 4차 산업혁명시대는 상상을 설계하여 만들고 싶은 것을 결정하면 3D 프린터가 요리에서 스마트 폰, 자동차, 항공기 까지 모든 것을 신속정확하게 만드는 세상이다.

3D 프린팅은 미래 재료공학 시장이다

3D 프린터는 어떤 재료를 어떤 코딩으로 설계하는가에 따라 무엇이든 만든다. 3D 프린팅은무엇을 만들것인가? 어떻게 만들것인가? 두가지를 선택하고 얼마나 만들것인가? 생산방법에 따라 상품가치와 가격을 결정하게 된다.

3D 프린팅은 소량생산에서 대량생산까지 주문생산에서 전략생산까지 모든 문제를 신속정확하게 기획에서 생산 판매 전과정에서 적용되고 응용되며 활용되어 사용되고 있다. 간단한 도구에서 복잡한 기기까지 부품생산에서 완제품까지 전과정이 3D 프린팅으로 기획 설계 생산되고 있다.

3D 프린터는 의∙식∙주에 필요한 모든 생활용품, 생활기기를 비롯하여 기계 공구, 제품 등의 모든 것들을 재료와 기술에 따라 만들어(MAKER)내는 만능기기다.

. 3D프린터 기술은 턱뼈, 등뼈, 관절 등 인공뼈, 인공 치아 모형을 만드는 등 의료용으로도 사용되고 있다. 치과 기공소에서는 3D프린팅 기술을 3D 구강 스캐닝, CAD/CAM 및 디자인 소프트웨어 등과 함께 결합하여 치과용 스톤 모델 및 투명 교정기, 실제 치아와 유사한 다양한 치과 교정 장치를 신속하고 정교하게 제작하고 있다.

3D 프린터 기술은 인공지능로봇 생산으로 미래사회를 변화 시킨다. 70억의 다양한 인종의 생김새, 특징을 3D 프린터로 생산하는 기술이다. 일률적인 로봇에서 다양한 인간의 모습으로 인간과 공존하는 인공지능로봇시대가 온다.  

김밥재료에 따라 다양한 김밥을 만드는 3D 프린터는 요리를 만드는 식품재료. 각종기기 부품.공구 등을 만드는 플라스틱이나 알미늄. 철등의 가공재료. 의복을 만드는 의료재료. 의약품을 만드는 의약재료. 신체 장기를 만든 장기재료, 가구재료. 유리재료. 화학재료. 건물을 만드는 건축재료 등의 무수한 재료에 따라 김밥을 만들고 장난감을 만들고 집은 짓고 신체 장기를 만들고 나사 볼트에서 우주선까지, 거대한 아파트나 빌딩까지 지구상에 존재하는 모든 것을 만든다.

3D 프린터, 3D프린팅 경쟁시대다.

3D 프린터로 만들고 싶은 아이디어를 가진 사람이 있고, 3D 프린터 재료를 파는 사람도 있고, 3D 프린팅 설계를 하는 사람도 있다. 3D프린터를 생산을 하는 사람, 유통을 하거나 판매를 하는 사람, 3D 프린팅 과정을 컨설팅하는 사람과 교육을 하는 사람 등으로 3D 프린팅 시장은 다양하게 형성되고 있다. 모든 분야는 배우는 사람과 가르치는 사람으로 구분되어 거래가 형성된다. 수요자가 있으면 생산자가 있고 판매를 위한 유통이 있고 생산에 판매를 이어주는 공급자는 생산에서 판매까지 이어주는 역할을 한다. 수요자는 싸고 좋은 제품을 원하고 생산자는 안정적인 판매망을 원한다. 오늘날 유통업이 발달하는 이유다. 아마존, 쿠팡 등의 인터넷 판매망은 생산자의 제품과 소비자를 연결시키는 중간 역할이다. 3D 프린터도 기획에서 설계, 생산에서 판매까지를 유통시키는 중간 역할을 하고 있다.

"상상을 현실로 만드는 교육" 

3D 프린터, 3D 프린팅을 가르치는 PBL STEAM MAKER 교육

기기의 기능을 활성화시키는 것은 기술이고 기술을 습득시키는 것은 교육이다. 3D 프린터기기는 나날이 다르게 개발되고 있으며 이에 따라 3D 프린팅 기술과 CMC 기술도 발달되고 있으며 이를 가르치는 교육프로그램도 다양화 되고 있다. 무엇을 어떻게 만들것인가를 상상하고 현실로 만들기 위해 프로젝트(PBL)를 선택하여 어떤 방법으로 어떻게 만들것인가의 방법을 구체화 시키는 STEAM 5가지 요소에 의하여 작은 나사에서 우주항공기까지 만드는(MAKER)교육이 미래교육으로 부각되는 이유다.